Nedavno so ljudje verjeli, da je atom integralni neločljivi delček. Kasneje je postalo jasno, da je sestavljeno iz jedra in elektronov, ki se vrtijo okoli njega. Obenem je osrednji del spet veljal za nedeljive in celostne. Danes vemo, da je sestavljen iz protonov in nevtronov. Poleg tega ima lahko ista snov več izotopov, odvisno od števila slednjih. Torej tritij - kaj je to? Kaj je ta snov, kako jo dobiti in uporabiti?
Tritij - kaj je to?
Vodik je najpreprostejša snov v naravi. Če govorimo o njegovi najpogostejši obliki, o kateri bomo podrobneje razpravljali v nadaljevanju, potem njen atom sestavljata le en proton in en elektron. Vendar pa lahko sprejme tudi "dodatne" delce, ki nekoliko spremenijo njegove lastnosti. Torej, jedro tricija je sestavljeno iz protona in dveh nevtronov. In če je protium, torej najpreprostejša oblika vodika, najpogostejši element v vesolju, potem o njegovi "izboljšani" različici ne morete reči - v naravi se pojavlja v majhnih količinah.
Vodikov izotopov tritij (ime izvira iz grške besede "tretji") so leta 1934 odkrili Rutherford, Olyphant in Hartek. In pravzaprav so ga zelo dolgo in naporno poskušali najti. Takoj po odkritju devterija in težke vode leta 1932 so znanstveniki začeli iskati ta izotop s povečanjem občutljivosti spektralne analize pri preučevanju navadnega vodika. Kljub vsemu pa so bili njihovi poskusi zaman - tudi v najbolj koncentriranih vzorcih niso mogli niti namigi o prisotnosti snovi, ki bi preprosto morala obstajati. Toda na koncu je bilo iskanje še vedno uspešno - Oliphant je element sintetiziral s pomočjo težke vode v laboratoriju Rutherforda.
Skratka, definicija tricija je naslednja: radioaktivni izotop vodika, katerega jedro sestavljata proton in dva nevtrona. Kaj se torej ve o njem?
O vodikovih izotopih
Prvi element periodične tabele je hkrati najpogostejši v vesolju. Poleg tega se v naravi pojavlja v obliki enega od svojih treh izotopov: protium, devterij ali tritij. Jedro prvega je sestavljen iz enega protona, ki mu je dal ime. Mimogrede, to je edini stabilni element, ki nima nevtronov. Naslednji v nizu vodikovih izotopov je devterij. Jedro njenega atoma je sestavljeno iz protona in nevtrona, ime pa sega v grško besedo "drugi".
V laboratoriju so dobili tudi težje izotope vodika z masnim številom od 4 do 7. Njihova razpolovna doba je omejena na dele sekunde.
Lastnosti
Atomska masa tricija je približno 3, 02 a. E. m. Po fizikalnih lastnostih se ta snov skoraj ne razlikuje od navadnega vodika, to je v normalnih pogojih lahki plin brez barve, okusa in vonja in ima visoko toplotno prevodnost. Pri temperaturi približno -250 stopinj Celzija postane lahka in tekoča brezbarvna tekočina. Obseg, v katerem se nahaja v tem stanju združevanja, je precej ozek. Tališče je približno 259 stopinj Celzija, pod katerim vodik postane snežno podobna masa. Poleg tega se ta element precej dobro raztopi v nekaterih kovinah.
Vendar pa obstaja nekaj razlik v lastnostih. Prvič, tretji izotop ima manj reaktivnosti, drugič, tritij je radioaktiven in zato nestabilen. Razpolovni čas je nekaj več kot 12 let. V postopku radiolize se spremeni v tretji helijev izotop z oddajanjem elektrona in antineutrino.
Pridobivanje
V naravi tritij vsebuje nepomembne količine in se najpogosteje tvori v zgornji atmosferi med trkom kozmičnih delcev in na primer dušikovih atomov. Vendar pa obstaja tudi industrijska metoda za pridobivanje tega elementa z obsevanjem litija-6 z nevtroni v jedrskih reaktorjih.
Sinteza tricija v prostornini približno 1 kilogram stane približno 30 milijonov dolarjev.
Uporaba
Torej, izvedeli smo malo več o triciju - kaj je to in njegove lastnosti. Toda zakaj je to potrebno? Oglejmo si spodaj. Po nekaterih poročilih je svetovno komercialno povpraševanje po tritiju približno 500 gramov na leto, približno 7 kilogramov pa porabijo za vojaške potrebe.
Po podatkih Ameriškega inštituta za energetske in okoljske raziskave je bilo od leta 1955 do 1996 v ZDA proizvedenih 2, 2 centa prevročega vodika. In za leto 2003 so skupne rezerve tega elementa znašale približno 18 kilogramov. Za kaj se uporabljajo?
Prvič, tritij je nujen za ohranjanje bojne učinkovitosti jedrskega orožja, ki ga, kot veste, nekatere države še vedno posedujejo. Drugič, termonuklearna energija brez nje ni popolna. Še vedno pa se tritij uporablja v nekaterih znanstvenih študijah, na primer v geologiji, s pomočjo katere datirajo naravne vode. Drug namen je napajanje osvetlitve ozadja ure. Poleg tega potekajo poskusi za ustvarjanje radioizotopskih generatorjev ultra nizke moči, na primer za napajanje avtonomnih senzorjev. Pričakuje se, da bo v tem primeru njihova življenjska doba približno 20 let. Stroški takšnega generatorja bodo približno tisoč dolarjev.
Tudi drobtinice z majhno količino tritija v notranjosti obstajajo kot originalni spominki. Izpuščajo sijaj in izgledajo precej eksotično, še posebej, če veste o notranji vsebini.
Nevarnost
Tritij je radioaktiven, to pojasnjuje del njegovih lastnosti in uporabe. Njegova razpolovna doba je približno 12 let, helij-3 pa nastaja z oddajanjem antinevtrinov in elektrona. Med to reakcijo se sprosti 18, 59 kW energije in v zraku se razmnožujejo beta delci. Laikom se morda zdi čudno, da se za osvetlitev ure uporablja radioaktivni izotop, recimo za osvetlitev ure, saj je lahko nevarno, kajne? Pravzaprav tritij z ničimer ne ogroža zdravja ljudi, saj se delci beta v procesu razpadanja razširijo na največ 6 milimetrov in ne morejo premagati preprostih ovir. Vendar to ne pomeni, da je delo z njim popolnoma varno - vsako zaužitje s hrano, zrakom ali vpijanje skozi kožo lahko povzroči težave. Čeprav se v večini primerov zlahka in hitro izloči, ni vedno tako. Torej, tritij - kaj je s stališča nevarnosti sevanja?
Zaščitni ukrepi
Kljub dejstvu, da tritijeva nizka energija razpada ne dopušča, da bi sevanje resno širilo, tako da delci beta sploh ne morejo prodreti skozi kožo, ne zanemarjajte svojega zdravja. Pri delu s tem izotopom seveda ne morete uporabiti obleke za zaščito pred sevanjem, vendar je treba upoštevati osnovna pravila, kot so zaprta oblačila in kirurške rokavice. Ker je glavna nevarnost tritija pri zaužitju, je treba ustaviti dejavnost, pri kateri to postane mogoče. Ostalo ni za kaj skrbeti.
Če se kljub temu v velikih količinah absorbira v tkiva telesa, se lahko razvije akutna ali kronična sevalna bolezen, odvisno od trajanja, odmerka in pravilnosti izpostavljenosti. V nekaterih primerih se ta bolezen uspešno pozdravi, vendar je pri obsežnih lezijah možen smrtni izid.
V katerem koli normalnem telesu so sledi tritija, čeprav so popolnoma nepomembni in težko vplivajo na sevanje ozadja. No, za ljubitelje ur s svetlečimi rokami je njegova raven nekajkrat višja, čeprav še vedno velja za varno.
